ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ МИНЕРАЛОВ ( Ч. II)

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ МИНЕРАЛОВ(Ч.II) Коровкин М.В.

Методика измерений • Для получения удовлетворительного спектра поглощения исследуемого вещества необходимо применять порошок с размером частиц меньше длины волны падающего излучения ( т.е. около 2 микрон и менее).

Методика измерений • Образец минерала растирается в агатовой ступке с маслом (парафиновым). • Пасту переносят на одну из подложек ( из LiF, KCl или KBr) и накрывают другой пластинкой, что заставляет ее растекаться в тонкую пленку. • Количество образца от 1 до 10 мГ и две капли масла ( 25 мГ), получаются слои с содержанием образа около 1 мГ / см2 , что соответствует тощине слоя пасты около 0,01 мм.

Методика измерений • ИЛИ: • тонко измельченная проба смешивается с очень чистым порошком KBr , помещается в прессформу и прессуется под большим давлением ( 10 т / см2 ) в прозрачные тонкие диски. Эта методика особенно удобна для количественных исследований и для работы с редкими веществами.

Спектр поглощения характеризуется длиной волныλ , при которой наблюдается максимальное оптическое поглощение (I)

Инфракрасные спектры поглощения карбонатов: • 1 — кальцит. 2 — кобальтовый шпат, 3 — доломит, 4 — анкерит, 5 — арагонит

Интерпретация спектров Положение полос, см -1 Класс минерала

Интерпретация спектров карбонатных минералов • Основную массу встречающихся в природе карбонатов образуют безводные нормальные соли двухвалентных металлов, обладающих достаточно большими ионными радиусами - Мg, Fе, Мn, Са, Sr и Ва. Реже встречаются безводные карбонаты Сu, Zn, Рb. Минералы, в состав которых входят эти катионы, часто представляютсобой основные соли.

Интерпретация спектров карбонатных минералов • Встречающиеся в природе карбонаты двухвалентных металлов в зависимости от ионного радиуса катионов образуют, как правило, кристаллическую решетку двух сингоний - тригональную (ряд кальцита) и ромбическую (ряд арагонита). • Главным элементом кристаллической структуры нормальных и основных карбонатов является группа [СО3]2- - это плоский треугольный комплексный ион, который играет в соединениях роль двухзарядного аниона.

Интерпретация спектров карбонатных минералов • Две полосы поглощения между 11 и 12 m и 13 и 14 m,смещаются в более длинноволновую область с увеличением полного радиуса двухвалентных катионов в минерале в ряду магнезит - смитсонит (цинковый шпат) - сидерит - родохрозит (марганцевый шпат) -кальцит в кальцитовой группе и в ряду доломит - анкерит -кутнагорит в доломитовой группе. Понятно, что более длинные межатомные расстояния будут давать более низкие частоты колебаний, то есть большие длины волн.

Интерпретация спектров карбонатных минералов • Для всех изученных карбонатов, за исключением карбоната лития, имеет место почти линейная зависимость между частотой центра полосы при 880-850 см-1 и логарифмом массы катионов. • Полоса между 13-14 m является наиболее диагностической и применяется как для качественного, так и для количественного определения минеральной конституции породы.

Количественный анализ. метод базовой линии. Интенсивности полос измеряются величиной отрезков, проходящих через максимум поглощения и заключенных между линией 100% погло-щения и базовой линией В спектре для выбранной полосы определяют условное поглощение (b/a), условное пропускание (c/a) и условную экстинцию ( lg c/a).

Количественный анализ. метод базовой линии. По построенному графику зависимости, например, пропускания от концентрации вещества, определяют концентрацию веществ для исследуемой минеральной смеси. Метод базовой линии дает достаточно высокую точность в особенности для интервала составов от 10 до 90% для двухкомпонентной смеси.

определение ( идентификация минерала исследование изоморфных замещений и полиморфизма определение минерала в смеси определение неупорядоченных и скрытокристаллических фаз идентификация гидроксильных групп, молекул воды в минералах Возможности метода ИКС

C помощью ИК-спектров успешно различаются кристаллические формы карбоната кальция, этот метод является более чувствительным, чем обычные методы рентгенографии. Возможности метода ИКС

Преимущества метода ИКС • Спектры инфракрасного поглощения могут получены практически для всех веществ независимо от их физического состояния, цвета, кристаллической формы, молекулярного веса, числа компонентов, растворимости и числа фаз. Методы ИКС применимы для любого из трех агрегатных состояний вещества.

Преимущества метода ИКС • экспрессность, • простота, • экономичность : для исследования необходимо всего несколько миллиграммов вещества;

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ МИНЕРАЛОВ ( Ч. II)

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ МИНЕРАЛОВ ( Ч. II)

Presentation Transcript